在数学领域里,应用数学占有重要的位置,理论上应用数学包括运筹学和线性代数,还有概率论及数理统计等学科。下文是我为大家整理的关于数学与应用数学 毕业 论文的内容,欢迎大家阅读参考!
浅析高校目前的应用数学教学状况与改革策略
在高校设立的学科中数学教学占有的位置不容忽视,加强数学 教育 就能够使学生在解决实际问题时更有把握,并且学生自身还可以构建其数学知识体系。所以,在进行高效实际数学教学改革时,师生都对教学改革的观念加以重视,同时要慢慢的培养学生养成良好的学习习惯。
1 高校应用数学内在的意义
高校应用数学这门学科非常重要,并且不同与以往的教学。其一,是应用领域上的不同,高校应用数学的开始针对性特别的强,以往是数学有着较为传统的应用领域。其二,应用数学主要关注的就是将理论知识联系到实际,可是,以往的数学主要就是对理论加以注重。即使有很大的差异存在这两种数学中,可是这两种学科的内容是不能分离的,他们是一个整体,存在的差异也只是在针对性方面和教学目标方面[1].
2 高校目前的应用数学的教学状况
建立应用数学的有关课堂
学生在深入学习应用数学知识后,可以对数学中的一些基础运算加以掌握,并且学生的思维能力也得到了提高,学生能够深入的分析数学中的所有问题,并在对所有问题应用所学的理论知识加以解决,对学生的数学理论知识的运用与创新能力进行培养,最后达到提升学生数学素养的目标。
大学生的教学课程就包括高等数学课程,并且高校还建立了与改课程有关的专人培养内容,对应用数学的学习有助于学习其他的学科,想要学好其他的课程,应用数学的学习必不可少[2].高校建立应用数学课堂,这样学生就能掌握数学的理论知识,学生的学习数学能力将会得到培养,同时增加学生的学习兴趣,学生的数学素养也会得到提高。
高校数学中出现的问题
(1)在教学内容上有问题存在。高校数学教学的内容上涵盖性较强,很多专业学生对数学的学习知识为基础理论,根本不能联系数学实践,所以,教学的领域根本不符合教学要求,并且,学生在整个学习的过程中对所有理论知识都不能深刻的理解,这都阻碍了学生积极主动的学习数学理论知识的想法。
(2)存在在教学内容上的问题。现在高校的数学教学课堂主要重视的就是学习技巧,同时还注重推理的严谨性,可是却忽视了实际问题中应用数学理论知识去解决,这样培养出的专业人才将不能以专业实现就业,没有做到立足于岗位,对专业素质的培养不加以重视,致使理论知识脱离于实践应用,最后不能有效的培养学生的职业能力[3].
(3)存在在教师队伍方面的问题。现在,在数学教学中应用数学具有非常重要的作用,可是应用数学的教师并没有对这一点科学知识加以掌握,缺乏基本的教学能力,也缺少培养学生教学的 方法 ,在进行应用数学的教学过程中,经常出现的现象较为普遍就是缺乏专业理论知识,这样学生对理论知识就不能熟练掌握,学生也就体会不到结合理论知识和现实时间的基础要素。
3 高校应用数学的改革策略
高校应用数学制定了正确的教学观念
高校对与应用数学教学有关的课程进行制定时一定要对专业的要求加以确定,对学生所学的专业进行分析,适当的调整应用数学的教育理念。同时数学的基本开放原则为适用性,将学生提升自身的素质作为教学目标。同时还要注意数学教学所包含的育人能力,将学生的所有能力进行有效的培养,引导学生在实际生活中应用数学去解决问题,引领学生增强创新能力。
将以往的 教学方法 加以改变培养学生增加应用数学的意识
传统的数学教学方式为灌输式,新的教学方案要应用启发式来实现数学教学,同时要对多种教学方法进行深入的研究,使教学方法更有效,以往教师在进行教学时,教学方法为单一的,学生学习的知识都是被动接受的,学生在这种教学方法的带领下只能逐渐的失去数学学习的兴趣,这样需要教师将教学方法灵活化,为学生创建出一种愉悦的学习环境[4].主要就是要对学生实施因材施教,使学生能够充分发挥自己的学习热情。
高校在进行整个应用数学教学时,首先要培养的就是学生有基本的应用数学观念,同时数学知识的有效运用是教学中必不可少的内容。这就需要高校的数学教师担负起自己的教育责任,首先教师要掌握学生对应用数学的意识深浅,如果有较差的应用意识,要找其原因,同时一定要培养学生学习数学的兴趣,引导学生进行积极主动的学习,让学生能够认识到我们的生活中广泛的应用数学知识。教育者要对其进行深刻的研究,对应用数学加以重视,使应用数学的重要性在教学中得以发挥[5].同时还要将学生应用数学的意识加以提升,并且逐渐提高应用数学的能力。
对应用数学的教学内容加以改变
对数学的教学内容进行改革时,要对不同专业的内在要求加以综合,可以将课堂改变成弹性教学,对应用数学所具有的严谨性不应过多的强调,根据学生的专业内容进行教学课堂的设计,将众多的基础知识提供给学生,在以后能够更好的支持学生的职业技能,使学生的综合能力得到提高[6].
总之想要使学生的自身学习能力能够提高,就要注意到应用数学不同于纯数学,它的实践性较强,所以,想要使学生能够积极主动学习应用数学,就一定要培养学生的学习兴趣。高校要在数学师资投入这一方面加大力度,并且也要深入的去分析和研究这一教学课题,将应用数学的整体教学提升上来,使应用数学教学不断的发展。
参考文献:
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浅谈小学生应用数学意识提升策略
在数学领域里,应用数学占有重要的位置,理论上应用数学包括运筹学和线性代数,还有概率论及数理统计等学科,这些学科的广泛应用都体现了应用数学的思想。 随着教育体制的改革,教学中也对应用数学教学提出了新的要求,要求应用数学教学要重视与生活的联系性,及与 其它 学科的关联。让小学生能用数学知识,解决实际生活中的一些问题。
1、丰富的生活与应用数学的联系
教师要注重生活素材的积累,并能将这些有用的素材贯穿到教学中,把数学书本中抽象的知识具体化,让小学生更好地进行消化和理解,认识到应用数学与实际生活的联系。 根据学习的内容老师可以有针对性布置一些作业。比如在进行米,厘米的学习时,可以让学生回家里量一下床、门、饭桌等家俱的尺寸,在学习元角分等时,可以让学生自己走超市买矿泉水等进行实践,这样可以加深对学习的数学知识的理解,并起到一定的巩固作用,是一个非常好的教学方法。
2、开启小学生学习应用数学的积极性
小学生的应用数学知识,大多比较简单,在生活中很容易找到切入点和联系性。所以要求老师在教学中,多进行书本与实际的联系,激发学生的学习积极性,多把理论化的数学知识转化成实际的问题。 这样不仅让学生认识起来更清晰,还会使学生真正感受到学习应用数学的价值,积极想办法用应用数学的思想解决问题。 在这个学习的过程中,学生就能够对应用数学产生浓厚的兴趣,有探究下去的意识,这才是教学的目的所在。例如分数部分的讲解,就可以通过分 蛋糕 、分苹果等生活中实际事例来进行讲解,这样学生不仅能很快理解,而且会明白在日常生活中如何去应用分数,所以这样往往教学效果比较理想。
3、不忽视教材的作用,教材融于生活
随着教学方法的推陈出新,很多老师对教材开始忽视。 因为越来越多的教学方式,象分组辅导活动、多媒体教学、课外设计等各种形式教学的开展,老师对教材就不象过去那么重视和依赖了,其实这种想法也是错误的。 任何的教学活动也是要以教材为蓝本的,都是互为补充的关系,教材起到统领性、目标性的作用,任何形式的教学都是围绕教材来进行的,如果脱离了教材就失去了意义,所以老师要充分地利用好手中教材的作用,并与实际生活展开联系。
如:小小采购员、小管家、数字与编码、节约能源、调查利率,计算利息等,这些实践活动内容既符合学生的年龄特征和知识基础,又符合学生的生活背景。因此,我们可充分利用这些资源,遵循教材的要求组织具体、有趣、富有实践性、全员参与的数学活动,培养学生用数学的眼光观察周围事物, 经历应用数学知识分析和解决实际问题的过程,将数学问题与生活 经验 联系起来,使学生认识到数学与日常生活息息相关,获得应用数学的成功体验。
4、生活情境化的练习促进应用数学的学习
对于应用数学的教学,最合适的方法就是放到具体的情境中去讲解,这样更利于学生的思考,并使数学看起来更有趣,更容易激发学生的学习兴趣。在这个方面,就需要教师用心去设计一些生活场景,并根据学生的 兴趣 爱好 ,多设置一些开放性的问题,老师适当进行引导。 这样让学生在回答问题和思考问题的过程中,进行了应用数学知识的学习。
比如,在学生学习加减法时,可以让几个同学进行分组,分别扮演顾客和营业员,拿钱和一些简单的货品进行加减法的运算练习,可以有同学喜欢的糖果,饮料等,也可以有一些平时常见的书包、本子和笔等文具。 这样学生会有参予的积极性,也会对加减法的运算产生浓厚的兴趣, 并且通过分组练习了解了加减法运算在实际生活中的运用,这种情境式教学方法,就是让学生在最熟悉的环境中去感受接触到新知识,在应用数学的教学中受到学生普遍好评。
5、学习应用数学的过程就是培养实际能力的过程
在学习的过程中也不断发现问题,然后再想办法去解决问题。 这整个的过程,都可以让学生不知不觉中去探究知识,增加 逻辑思维 能力与解决问题的能力。 另外,通过学生问问题,其它同学和老师解答,还可以加强学生的沟通交流能力。 在与老师和同学的交流探讨中,还可以让同学懂得集体的力量,懂得克服困难有时需要帮助,从各个角度和层面上,让学生了解感受数学在实际中的应用,应用数学的魅力及学习它的重要意义。
在教学低年级学生学习比多比少,比大比小的知识并能做简单的减法讲讲算算后,可让学生调查家里人的岁数,编成应用题,如奶奶66 岁,爸爸 30 岁,奶奶比爸爸大几岁? 等等,讨论谁的年龄大,谁的年龄小,谁比谁小多少,谁与谁相差多少? 两人相加是多少岁? 谁的年龄是谁的几倍等。 再如教学乘法、除法的含义时,通过摆一摆学具的活动,掌握抽象的概念。 教师要鼓励学生多思考、多观察,从中发现数学问题,并将其分析、探索、组织、锻炼、筛选等活动方式自编应用题,有利于培养学生学数学、用数学的意识,也有利于培养学生从不同角度,全方位分析问题和解决问题的能力。
6、结束语
在我们的日常工作和生活中有着大量的应用数学问题。 只要小学数学教师能够将平时收集和观察到的实践问题的资料, 经过 总结 、概括、处理之后,就能够设计和提炼出相关的应用数学问题,让学生把他们所学到的知识应用于实践生活当中去,从而使学生认识到学习数学的价值,激发学生学习数学的兴趣,开拓学生的数学思维,提高学生灵活运用数学知识的意识和能力。 因此,充分发挥应用数学在小学数学教学中的作用,不仅能够教会学生如何运用学到的数学知识来解决实际应用数学问题,还能激发每个学生的创造潜能,培养学生的创新能力。
参考文献:
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[3]吴信钰.小学数学教学联系生活策略的研究[D].东北师范大学,2011.
2017大学数学论文范文
由于特殊函数是数学分析中的一种重要工具,因此特殊函数的学习及应用非常重要。但是特殊函数往往不是用一种方法就能解决的,它是多种方法的灵活运用,也是各种思想方法的集中体现,因此难度较大。下面是我整理的关于几类特殊函数的性质及应用的数学论文范文,欢迎大家阅读。
几类特殊函数的性质及应用
【摘要】本文将对数学分析中特殊函数,诸如伽玛函数、贝塔函数贝塞尔函数等超几何数列函数,具有特殊的性质和特点,在现实中得到大量的运用的函数。本文主要以简单介绍以上三种特殊函数性质,及其在其它领域的应用,诸如利用特殊函数求积分,利用特殊函数解相关物理学问题。本文首先以回顾学习几类常见特殊函数概念、性质,从而加深读者理解,然后以相关实例进行具体分析,从而达到灵活应用的目的。
【关键词】特殊函数;性质;应用;伽马函数;贝塔函数;贝塞尔函数;积分
1.引言
特殊函数是指一些具有特定性质的函数,一般有约定俗成的名称和记号,例如伽玛函数、贝塔函数、贝塞尔函数等。它们在数学分析、泛函分析、物理研究、工程应用中有着举足轻重的地位。许多特殊函数是微分方程的解或基本函数的积分,因此积分表中常常会出现特殊函数,特殊函数的定义中也经常会出现积分。传统上对特殊函数的分析主要基于对其的数值展开基础上。随着电子计算的发展,这个领域内开创了新的研究方法。
由于特殊函数是数学分析中的一种重要工具,因此特殊函数的学习及应用非常重要。本文归纳出特殊函数性质、利用特殊函数在求积分运算中的应用、特殊函数在物理学科方面的应用,利用Matlab软件画出一些特殊函数的图形,主要包含内容有:定义性质学习,作积分运算,物理知识中的应用,并结合具体例题进行了详细的探究和证明。
特殊函数定义及性质证明
特殊函数学习是数学分析的一大难点,又是一大重点,求特殊函数包含很多知识点,有很多技巧,教学中可引导学生以探究学习的方式进行归纳、总结;一方面可提高学生求函数极限的技能、技巧;另一方面也可培养学生的观察、分析、归类的能力,对学生的学习、思考习惯,很有益处。
特殊函数性质学习及其相关计算,由于题型多变,方法多样,技巧性强,加上无固定的规律可循,往往不是用一种方法就能解决的,它是多种方法的灵活运用,也是各种思想方法的集中体现,因此难度较大。解决这个问题的途径主要在于熟练掌握特殊函数的特性和一些基本方法。下面结合具体例题来探究特殊函数相关性质及应用。
2.伽马函数的性质及应用
伽马函数的定义:
伽马函数通常定义是:这个定义只适用于的区域,因为这是积分在t=0处收敛的条件。已知函数的定义域是区间,下面讨论Г函数的两个性质。
Г函数在区间连续。
事实上,已知假积分与无穷积分都收敛,则无穷积分在区间一致收敛。而被积函数在区间D连续。Г函数在区间连续。于是,Г函数在点z连续。因为z是区间任意一点,所以Г函数在区间连续。
,伽马函数的递推公式
此关系可由原定义式换部积分法证明如下:
这说明在z为正整数n时,就是阶乘。
由公式(4)看出是一半纯函数,在有限区域内的奇点都是一阶极点,极点为z=0,-1,-2,...,-n,....
用Г函数求积分
贝塔函数的性质及应用
贝塔函数的定义:
函数称为B函数(贝塔函数)。
已知的定义域是区域,下面讨论的三个性质:
贝塔函数的性质
对称性:=。事实上,设有
递推公式:,有事实上,由分部积分公式,,有
即
由对称性,
特别地,逐次应用递推公式,有
而,即
当时,有
此公式表明,尽管B函数与Г函数的定义在形式上没有关系,但它们之间却有着内在的联系。这个公式可推广为
由上式得以下几个简单公式:
用贝塔函数求积分
例
解:设有
(因是偶函数)
例贝塔函数在重积分中的应用
计算,其中是由及这三条直线所围成的闭区域,
解:作变换且这个变换将区域映照成正方形:。于是
通过在计算过程中使用函数,使得用一般方法求原函数较难的问题得以轻松解决。
贝塞尔函数的性质及应用
贝塞尔函数的定义
贝塞尔函数:二阶系数线性常微分方程称为λ阶的贝塞尔方程,其中y是x的未知函数,λ是任一实数。
贝塞尔函数的'递推公式
在式(5)、(6)中消去则得式3,消去则得式4
特别,当n为整数时,由式(3)和(4)得:
以此类推,可知当n为正整数时,可由和表示。
又因为
以此类推,可知也可用和表示。所以当n为整数时,和都可由和表示。
为半奇数贝塞尔函数是初等函数
证:由Г函数的性质知
由递推公式知
一般,有
其中表示n个算符的连续作用,例如
由以上关系可见,半奇数阶的贝塞尔函数(n为正整数)都是初等函数。
贝塞尔函数在物理学科的应用:
频谱有限函数新的快速收敛的取样定理,.根据具体问题,利用卷积的方法还可以调节收敛速度,达到预期效果,并且计算亦不太复杂。由一个函数的离散取样值重建该函数的取样定理是通信技术中必不可少的工具,令
称为的Fourier变换。它的逆变换是
若存在一个正数b,当是b频谱有限的。对于此类函数,只要取样间隔,则有离散取样值(这里z表示一切整数:0,)可以重建函数,
这就是Shannon取样定理。Shannon取样定理中的母函数是
由于Shannon取样定理收敛速度不够快,若当这时允许的最大取样间隔特征函数Fourier变换:
以下取样方法把贝塞尔函数引进取样定理,其特点是收敛速度快,且可根据实际问题调节收敛速度,这样就可以由不太多的取样值较为精确地确定函数。
首先建立取样定理
设:
其中是零阶贝塞尔函数。构造函数:
令
经计算:
利用分部积分法,并考虑到所以的Fourier变换。
通过函数卷积法,可加快收敛速度,使依据具体问题,适当选取N,以达到预期效果,此种可调节的取样定理,计算量没有增加很多。取:
类似地
经计算:
经计算得:
则有:设是的Fourier变换,
记则由离散取样值
因为,故该取样定理收敛速度加快是不言而喻的,通过比较得,计算量并没有加大,而且N可控制收敛速度。
例,利用
引理:当
当
因为不能用初等函数表示,所以在求定积分的值时,牛顿-莱布尼茨公式不能使用,故使用如下计算公式
首先证明函数满足狄利克雷充分条件,在区间上傅立叶级数展开式为:
(1)
其中
函数的幂级数展开式为:
则关于幂级数展开式为: (2)
由引理及(2)可得
(3)
由阶修正贝塞尔函数
其中函数,且当为正整数时,取,则(3)可化为
(4)
通过(1)(4)比较系数得
又由被积函数为偶函数,所以
公式得证。
3.结束语
本文是关于特殊函数性质学习及其相关计算的探讨,通过对特殊函数性质的学习及其相关计算的归纳可以更好的掌握特殊函数在日常学习中遇到相关交叉学科时应用,并且针对不同的实例能够应用不同的特殊函数相关性质进行证明、计算,从而更加简洁,更加合理的利用特殊函数求解相关问题。有些特殊函数的应用不是固定的,它可以通过不止一种方法来证明和计算,解题时应通过观察题目结构和类型,选用一种最简捷的方法来解题。
参考文献:
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计算机科学与技术的发展日新月异,因此,我们要把握其发展趋势,才能更好的推动计算机科学与技术的发展。下面是我整理了计算机科学与技术论文 范文 ,有兴趣的亲可以来阅读一下!
对计算机科学与技术发展趋势的探讨
摘要:计算机科学与技术的发展日新月异,因此,我们要把握其发展趋势,才能更好的推动计算机科学与技术的发展。本文分析了计算机科学与技术发展的整体方向,并就计算机技术的几个具体发展趋势进行了探讨。
关键词:计算机科学与技术;发展趋势;研究
中图分类号:TP3-4文献标识码:A 文章 编号:1007-9599 (2012) 05-0000-02
计算机科学与技术与我们的社会、生活、工作等方方面面都息息相关,因此,分析计算机科学与技术发展的趋势问题具有十分重要的现实意义。为此,本文分析了计算机科学技术的发展趋势,以下是本人对此问题的几点看法。
一、计算机科学与技术发展的整体方向
计算机科学与技术的发展可以说是日新月异,发展速度非常的快,但统观计算机技术的未来发展,主要向着“高”、“广”、“深”三个方向发展。具体分析如下:
第一,向“高”度发展。体现在计算机的主频上,随着主频的逐步提高,计算机的整体性能会越来越稳定,速度会越来越快。英特尔公司已经研制出能集成超出10亿个晶体管的微处理器,也就是说一台计算机不止使用一个处理器,可能会用到几十、几百甚至更多的处理器,即并行处理,截止目前,在世界范围内性能最高的通用机就采用了上万台处理器。而专用机的并行程度又要高出通用机,其关键核心技术是 操作系统 ,体现在两方面,一方面是如何高效能的使很多计算机之间产生联系,实现处理机间的高速通信,另一方面是如何有效管理这些计算机,并使之互相配合、协调工作。
第二,向“广”度发展。随着计算机的高速发展,计算机已经普及,成为个人常用之物,可以说人手一台。向“广”度发展指网络化范围的扩大以及向各个领域的逐渐渗透。到那时,计算机就会无处不在,像现在的发动机一样,应用于所有电器中,你家里的电器不管是冰箱、洗衣机还是 笔记本 、书籍等都已电子化。说不定多少年后学生用的教科书也被淘汰,被和教材大小一样的笔记本计算机所代替,学生可根据自己实际需要查阅、记录所需的资料。有人预言未来的计算机如此普及价格就和买一本书一样便宜,还有一次性使用的,用完就可以扔掉,它将成为人们生活中最常用、最方便的日用品。
第三,向“深”度发展。即向人工智能方向发展。比如说,如何把网上丰富的、有用的信息变为己有,如何使人机更好地互动等,这是计算机人工智能发展、研究的的主要课题。所谓人工智能,即计算机的智能成分占主要,会具备多种感知能力、 逻辑思维 能力,到那时,人们可以与计算机自由交流,用手写字输入,甚至可以用表情、手势和计算机沟通,人机交流方便、灵活、快捷。使人产生身临其境之感的交互设备也已经发明出来,主要体现在虚拟现实技术领域方面。同时,信息将实现永久性存储,百年存储器正在研发当中,让我们一起期待吧。
二、计算机科学技术的几个具体发展趋势
从近几年来计算机科学的发展来看,计算机科学技术的具体发展趋势,主要有以下几个方面:
(一)运算速度大大提高的高速计算机
近年来,美国人发明了一种通过空气的绝缘性来大幅度提高电脑运行速度的新技术。由纽约保利技术公司研究人员发明生产出一种电脑中使用的新型电路,这种电路的芯片之间是由一种“胶滞体包裹的导线”进行连接的,而组成这种“胶滞体”的物质中有90%的成分是空气,众所周知,空气恰恰是一种不导电的优良的绝缘体。经实践研究表明,计算机运行速度的快慢与晶体管或芯片之间信号的传递速度有直接关系,目前国际上普遍采用的“硅二氧化物导线”在信号传递的过程中一般都会吸收掉一部分信号,因此延长了传递信息的时间。而保利技术公司研究制造的这种“胶滞体导线”,在信息传输过程中几乎没有吸收任何信号,所以它能够更快的传递信息。除此之外,这种导线不但有利于大幅度降低电耗,节约材料成本,而且无需更改计算机芯片,可直接安装,最重要的是极大的提高了计算机运行速度。但美中不足的是,这种导线的散热效果较差,无法及时排出电路生成的热量。为此,保利公司迅速组织科研人员,针对这一缺陷进行创新改造,终于研究出一种“电脑芯片冷却”技术,即在计算机电路中置放许多装有液体的微型管道,用以吸收电路在工作中形成的热量。电路开始发热时,其产生的热量可以将微型管中的液体汽化,汽化之后的物质逐渐扩散到微型管的另一端,会重新凝结,顺流到微型管底部,从而达到吸收热量、有效散热的功效。目前,美国宇航局正在对该项技术进行太空失重实验,如果实验取得成功,“空气胶滞体”导线技术将被广泛应用于全球计算机的使用中,有助于大幅度提高计算机的运行速度。
(二)超微技术领域的生物计算机
早在二十世纪八十年代,生物计算机就已经投入研制了,这种计算机最大的特点就是利用生物芯片,由生物工程技术中所产生的“蛋白质分子”组合构成。在这种生物芯片中,信息是以波的方式进行传递的,其运算速度快的惊人,几乎相当于普通计算机运算速度的十万倍,且具备强大的储存空间,而其能量消耗仅为普通计算机的十分之一,这种生物计算机的优势作用显而易见。由于蛋白质分子具有再生能力,因此,它可以通过自我组合而合成新的微型电路,这样就使得计算机具备了生物体的基本特征,因此被称为生物计算机。例如:这种计算机可以通过生物自身的调节作用自主修复出现故障的芯片,甚至能够模拟人脑进行思考。1994年,美国首次将生物计算机公诸于世,随之公布的还有模拟电子计算机而进行的逻辑运算,并提出了解决“虚构”的七座城市之间路径问题的最佳设计方案。前不久,来自世界各国的二百多名计算机专家学者就曾经齐聚美国的普林斯顿大学,联名呼吁计算机科技应向生物计算机领域努力进军。根据现在的生物计算机技术发展来看,预计将在不久的未来,制造出通过物理和化学作用就能检测、处理、储存、分析、传输数据信息的分子元件。现阶段,计算机科学家们已经在生物超微技术领域取得了一定成就,实现了部分突破,制造出了超微机器人。而科学家们更长远的计划是让这种超微机器人变成一部微型生物计算机,从而在生物体内取代某些人体器官,完成血管、内脏等器官的修复作用,并杀死病毒细胞,使人类身体健康、延年益寿。
(三)以光为传输媒介的光学计算机
光学计算机是一种以光作为信息传输手段的计算机,这种计算机与传统计算机(电子)相比,具有诸多优势特点:光的速度有目共睹,这是电子计算机永远无法比拟的,并且光速具有一定的频率和偏振特征,大大提高了光学计算机传输信息的能力;光的发射根本不需要任何导线,即使发生交会也不会造成干扰;光学计算机的智能水平也大大高于电子计算机。可见,光学计算机是人类不断追求的理想计算机。早在二十世纪九十年代,世界各国以及各个科研机构,就已经投入大量的人力、物力、财力用以研发“光脑技术”。其中,由英国、德国、法国、意大利等60多个国家组成的科研队伍研发的光学计算机成果显著,该计算机的运算速度比电子计算机快了一千多倍,而且准确率相当高。除此之外,有些超高速计算机只能在低温状态下运行,而光学计算机不受温度的限制;光学计算机的存储量超大,抗干扰能力超强,不管在什么条件下都能正常运行;光脑具有与人脑相似的特性,就算系统中的某一元件出现损坏,也不影响运算结果。
(四)含苞待放的量子计算机
计算机专家已经根据量子学理论知识,在量子计算机的研制方面取得了一定成果,如:美国科学家已经成功完成了4个“锂离子”量子的缠结状态,这一成果体现了人类在量子计算机研究领域上已经更上一层楼。
(五)应用纳米技术的纳米计算机
纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。应用纳米技术研制的计算机内存芯片,其体积只有数百个原子大小,相当于人的头发丝直径的千分之一。美国正在研制一种连接纳米管的 方法 ,用这种方法连接的纳米管可用作芯片元件,发挥电子开关、放大和晶体管的功能。专家预测,10年后纳米技术将会走出实验室,成为科技应用的一部分。纳米计算机体积小、造价低、存量大、性能好,将逐渐取代芯片计算机,推动计算机行业的快速发展。
当然,以上仅是本人对计算机科学与技术发展趋势的几点浅薄认识和看法,对于此问题的研究,有待于我们做进一步的探讨和思考。
参考文献:
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论文题目: 学生自主学习能力培养提升小学数学课堂教学效果
摘要: 在新课程理念的指引下,小学数学课堂呈现充满教育契机的、富有挑战性的新气象,在注重小学生全面发展的能力培养下,对小学生自主学习能力、交流合作能力和创新思维能力的培养成为教育重点,这要求教师具有教学的智慧,对学生有深入的了解,在这样的教育氛围之下,才可以培养出学生的创意想象和创造性、探究性思维,在自主学习的过程中增强知识性的体验,创设出最佳的课堂效果。
关键词: 自主学习能力;创新思维;小学数学
在全新的教育理念下,教育视角由原来的“要我学习”转为了“学会学习”,教师在对小学生能力培养的过程中,注重小学生全面素质的培养,包括自主学习能力和创新思维能力,使小学数学的教学课堂展现出主动参与的学习过程,数学课堂在学生的主体行为下显露出智慧的光芒,这就需要教师在教学过程中要采用适合小学生的方式和策略,注重学生学习的过程,而不是学习的结果,发挥出小学生自主探索和自由发现的天性,促进学生健康全面的发展。
一、小学数学教学中的现状及反思
小学生由于其年龄特点和个性特征,呈现出对新异、生动的事物有强烈好奇的兴趣,而且大多数小学生都有强烈的求知欲、自尊心和好胜心。教师在教学过程中要根据小学生的年龄特点和个性,培养学生的自主学习能力,但是,目前小学数学教学尚存在些许不足,需要我们加以反思。
(一)情境教学中过多地引入情境,丧失了教学目标
一些数学教师在课堂引入时,过多地运用了情境,而分散了小学生的注意力。如:在课堂导入时,教师突发奇想,要用“喜羊羊与灰太狼”作为课堂导入情境,学生睁大眼睛,竖起耳朵,开展了斗智斗勇的想象,却忘记了教师是在上数学课。又如:在一年级《加减混合》的数学计算中,教师想用“春游”作为情境导入数学课堂,可是在运用情境时过多地介绍了风景,使学生沉溺于风景的想象中而偏离了数学课堂的传授目标,缺失了数学教学目的。
(二)成人化的想象对小学生缺乏新奇的吸引性
数学教师在进行教学课堂的情境创设时,用成人的眼光和视角去进行设想,忽视了童趣和纯真的眼睛,简单的情境创设平淡无奇,缺乏挑战性。例如:在小学数学教学中《7的乘法口诀》一课,教师用“一个星期有几天”来进行问题式的课堂导入,这对于学生而言缺乏新奇,对乘法口诀也缺乏记忆。
(三)课堂教学中“数学味”的弱化和缺失
在小学数学的教学课堂中,教师利用各种情境创设导入教学,却没有及时地将情境引入到数学知识的学习当中,弱化了数学学科所应有的“数学味”,使学生自主性学习的兴趣降低。如:在《统计》的数学知识教学中,教师通过分组教学的形式,让学生开展讨论和记录,可是学生们却停留在小组成员间体重的比较讨论等内容,而没有真正进入到数学统计知识的学习之中来。
二、自主学习的概念及其重要性
在小学数学的教学中,学生要通过能动的创造性活动,在教师的指导为前提下实现以学生为主体的良性发展。学生可以通过多种途径和手段,自主地有选择地学习,并创造性对所学的知识进行整合和内化,从而达到自主学习能力水平。小学生进行自主学习的重要性主要体现在以下几方面。
(一)提高数学知识吸收的质量
自主学习的方式是积极主动的方式,是小学生进行自主习惯的培养方式,它在激起求知欲望的前提下,转化为认知的内驱力,激发出学习的内在动机,并将之内化为学习习惯,真正提高数学知识吸收的主动性。
(二)为后续的数学知识学习奠定基础
小学阶段是数学知识学习的起始阶段,在这一关键阶段中,要培养学生的自主学习习惯,用他们自发的数学学习兴趣和自主发现的能力,掌握学习数学知识的策略,为后续数学更高层次的学习奠定基础。
(三)自主发现和自主学习能力的培养
小学生多数都有一双好奇的眼睛,他们对周围的世界很好奇,也拥有自主发现的能力,在这一过程中,对其自主发现的能力挖掘越多,那么,学生自主学习的能力就越强,自主学习的习惯就容易产生知识性的迁移。
三、自主性学习的小学数学课堂教学策略
小学数学的自主性学习课堂教学充分发挥了学生的主体性,以学生的自主探究和实践能力和创新思维能力为宗旨,在良好的教学氛围和自主参与的环境下,实现多种形式的自主性学习,在不同的活动中获取数学知识,掌握小学数学知识学习的一般规律和学习方法。
(一)数学课堂有效导入,激发学生的自主参与性
合适而有效的数学情境导入,是进行高效数学课堂的有效方法和途径,要在课堂导入的过程中创造良好的氛围,用宽松、愉悦、智慧的方式激发学生对数学知识的自主性学习过程,其具体方法如下。
1.以生活为教学情境进行数学知识的迁移。生活是无痕的,生活对学生的体验是最深刻的体验,而“生活中的数学”与“数学中的生活”又是紧密相联和息息相关的,学生在生活的体验中感知到数学的价值,可以在身临其境的体会中感受到数学的奥妙,数学情境的生活度越高,学生内在的生活体验越容易被激活,数学知识掌握的程度就越深。例如:在“人民币的认识”教学中,让学生们进行分组进行人民币的购买情境,把不同的物品贴上不同的价格标签,再由分组的学生进行不同面值的假人民币的购买情境,使学生在购买的过程中体会到数字的变换。[1]
2. 以游戏为教学情境激发学生的自主性参与意识。游戏环节是小学生最乐于参与和互动的环节,数学教学可以适当地引入游戏环节,使小学生增强对数学知识的学习兴趣,感受到数学探索的成功体验。如:在小学50以内的加法练习中,不是单纯让学生进行数字的相加,而可以采用“邮递员送信”游戏的形式,增添学生的学习自主性,教师可以事先准备好标有不同两位数的信箱,并准备不同加法练习题的信封,选择几名学生作“送信邮差”,将这些信封和信箱匹配,学生在争先恐后的选择中掌握了数学知识,它犹如一块无形的磁石,深深地吸引着小学生的数学知识的注意力,增强了趣味性和主动性。
3.以故事导入引导学生进行自主性的学习。小学生都酷爱故事,因此教学中可以利用故事增加数学的趣味性,引导学生用创意的思维想象,进行自主性的学习。例如:在一年级的数学“10以内的数字”的教学中,为了让学生建立起数字的相关概念的学习,可以引入故事进行形象的学习:在0~9的数字王国里,数字9发现自己是最大的,于是就很神气和骄傲,它对其他数字说:“你们都是小不点儿,都比我小,所以你们都要听我的。”其他的数字为了消灭它的嚣张气焰,商量好让数字1和0组成一个新的两位数,数字9看到后低下了头,意识到了自己的错误,于是,再也不狂妄自大了,和大家成为了好朋友。学生们在教师故事的讲述中,也展开了对数字的思维和想象,认识到了10以内数字的基数、序数意义,进行自主性的认知学习。[2]
4.用数学问题引导学生进行自主性的学习。问题可以调动学生的积极性,让学生在带着困惑、怀疑和探索的心理,进行数学知识的自主性学习,这也是教学引入策略之一。在问题设置的数学教学中,要注意问题提出的难易程度,要根据学生的思维层次进行问题的导入,逐渐进入数学知识的学习,而不能以深奥、难解的问题来给教学设置障碍,使学生缺乏探究的动力和兴趣。
(二)师生共学———尝试自主参与的探究学习过程
教师对学生的教育,流传着一句名言:告诉的知识,容易忘记;分析出来的知识,可以记住;自主参与的知识,就会真正理解。这意味着只有让学生自己动手、动脑自主参与,才能在动手实践、自主探索、合作交流的过程中,掌握数学知识的内化,培养自主学习能力。
1.引导学生进行自主性的探索学习。在数学“认识钟表”一课中,为了让学生对其有数学性的认知,需要引导学生进行对实物钟表的观察、触摸与参与,让小学生在观察的过程中注意到长针和短针的区别,并观察相邻两个数字之间的大小相等的格,学生在对钟表的触摸、观察和实践操作的过程中,完成了对数学知识的认知。
2.根据学生层次进行小组合作式自主式学习。小组合作必须在教师的指导和辅导之下完成,要引导学生仔细观察、对比,如在“长方形”的认知中,要各小组进行分组比赛,寻找出最多的长方形者获胜,在大家踊跃参与的过程中,教师要引导学生注意观察长方形和正方形的区别,通过对比、测量等不同手段,了解对生活中“长方形”的认知,如:课本、长方形的长桌、黑板的形状等,大家在分组合作的过程中掌握了数学知识的规律,并主动性地获取了相应的知识。
(三)数学知识的应用———巩固数学知识的自主性探索
小学生在教学的过程中掌握了基本的数学概念和规律,教师还要将数学知识进行巩固和运用,要充分利用“温故而知新”的记忆特点,对数学知识进行巩固和实际应用。例如:在数学“做一做”的课后练习中,可以组织学生进行同桌互检式的巩固,还可以进行板演练习、课堂评价的方式进行巩固,这样可以激励学生自主进行数学知识的实践性的巩固和运用,将更多的数学知识转化为内在的知识。在知识的巩固过程中要灵活加以整合和运用,如小学生学习完了图形这一课,对三角形、圆形、长方形、正方形、平行四边形等进行准确的认知后,就要进行灵活多变的图形拼板练习,让学生通过对不同图形的修剪和粘贴,进行图形自由空间的想象和布局,增强数学知识的应用能力。
四、结束语
小学数学教学的重点在于培养学生的自主学习能力,根据小学生的年龄特点和思维层次,进行动手、动脑的习惯培养,在生活引入、故事引入、游戏引入、情境引入的教学策略之下,用自主性、参与性、积极性进行数学知识的感知,并在自主探索、交流合作的过程中增加对数学知识的学习和巩固,提升小学数学的课堂教学效果。
参考文献:
[1]牟瑛.营造充满探索的数学课堂环境[J].商业文化(学术版),2010,(08).
[2]张大明.引导自主探究促进主动发展[J].成功(教育),2010,(04).
[3]周波儿.数学教学中如何捕捉和利用“动态生成”[J].山西师范大学学报(自然科学版),2010,(S1).
随着科技的进步和社会的发展,数学这一基础学科已与其他学科相结合,且应用愈来愈广,已渗透到生产和生活的各个方面。我国从1992年开始举办大学生数学建模竞赛。近年来,大学生数学建模竞赛迅猛发展,为高等数学的应用型教学指引了方向,同时也激发了大学生的创新思维,锻炼了大学生的实践能力,受到了社会各界人士的关注和好评。
一、数学建模和大学生数学建模竞赛
何为数学建模?有人认为,数学模型即以现实世界为目的而做的抽象、简化的数学结构;也有人认为,数学模型就是将现实事物通过数学语言来转化为常见的数学体系。事实上,数学建模是运用数学知识从实际课题中抽象、提炼出数学模型的过程,主要方法是通过合理假设、引进自变量、借助各种数学工具实现对现实事物的数字化转变,进而描述或解决实际问题。
那么,受广大高校师生青睐的大学生数学建模竞赛又是什么呢?数学建模竞赛是全国大学生参与规模最大的课外科技活动,从一个侧面反映一个学校学生的综合能力,为学生提供了展示才华的舞台。大学生数学建模竞赛具有一定的开放性和应用性,同时兼具一定的综合性和挑战性。成果以一篇论文的形式上交,要求必须包含完整的建模步骤,包括问题的提出、模型的假设、变量的引入、建模过程、模型求解与分析、模型检验及应用。
二、大学生数学建模竞赛与课程教学培训中存在的问题
通过对山西工商学院历年来参加大学生数学建模竞赛的选手及其相关指导老师进行调查、走访,并考察其他高校的'情况,笔者发现,相比往年的成绩,各大高校在近几年的竞赛成绩上有了飞速的提高,在学校的组织和鼓励下,参赛人数逐年递增,数学建模教学每年都在不断改革,同时除了参加竞赛,还在课堂外实践了数学与生产实际的结合过程。然而,通过参阅文献和访谈笔录资料,笔者也总结了近几年来大学生数学建模竞赛及竞赛培训教学中存在的相关问题。
第一,参赛学生的学习能力和综合素质有待提高。在思想品质方面,数学建模的参赛过程极其艰苦,需要学生具备意志力、求知欲、团队意识。我们的队员往往在此三方面表现一般。同时,在数学能力方面,学生的数学基础知识储备不足,软件处理的方法单一,实际问题转化为数学结构的创新思维并不能良好地展现。
第二,根据上述学生所表现出的问题不难发现,教师团队在数学建模培训教学过程中,教学观念滞后,创新能力有待提高,教学模式亟待突破,数学建模的教师团队应当做好学生的表率,要吃苦耐劳,要通力合作。
第三,正因为上述问题,数学建模培训也出现了弊端。培训方式单一,培训只讲求深入而不探索广度,培训时间安排不合理,培训的内容与建模竞赛不对接。
第四,经过调查发现,部分高校对组织数学建模竞赛的前期工作没有给予足够的重视,少数高校在竞赛的组织和开展中急功近利。另外,大多数高校在数学建模教学教育的过程中缺乏完整的制度和保障体系。
三、大学生数学建模课程教学培训策略
大学生建模竞赛除了能为部分大学生及其指导老师和高校获得荣誉外,更能培养大学生综合运用所学专业的意识,提升大学生的创新思维和抽象思维,以及自主学习能力和团队协作能力。因此,在数学建模课程教学培训中,应做好如下工作。
(一)教师层面
首先,数学建模课程教学培训应当以创新为起点。建模不是凭空而来的,教师要引导学生从生活实际中抽象出数学模型,真正在选题上下功夫,培养学生的创新思维。
其次,数学建模课程教学培训应当以数学知识体系为基础。教师不能仅仅将自己的专业知识传授给学生,数学博大精深,自身要不断涉猎新知识,不仅要注重数学学习的深度,更应当拓展数学学习的广度,为数学建模竞赛打下坚实的基础。
最后,数学建模课程教学培训应当回归实践。建模的目的是为了解决实际问题,无论多么复杂的数学模型,最后都要落到解决后的结果中。因此,教师既要教会学生建模,又要教会学生将建模的方法真正应用于解决实际问题,做到学以致用。
(二)学校层面
首先,制定系统的数学建模课程体系,包括合理的学时、学制,保证学生的学习,不能在竞赛前急抓一批学生现学现用。
其次,学校要做好数学建模竞赛的宣传和指导工作,尽量保证每位学生都能于在校期间参加比赛,获得锻炼。
最后,学校要时刻以学生为主,不能一味地为了获奖而出现教师代替学生的现象。
参考文献:
[1]刘建州.实用数学建模教程[M].武汉:武汉理工大学出版社,2004.
[2]李尚志.数学建模竞赛教程[M].南京:江苏教育出版社,1996.
[3]赫孝良.数学建模竞赛赛题简析与论文点评[M].西安:西安交通大学出版社,2002.
摘要:随着我国基础教育的不断改革和完善,创新形势下的课程标准已经逐渐落实,相比于以往的教育机制,新课程标准更加关注学生的发展能力,鼓励教师根据学生的特点开展教育活动,进而全面提高我国的教育质量和教学效率。新课程标准要求教师在制定教学计划时要准确定位自己和学生之间的关系,以便于开展更加高效的课堂教育。
关键词:小学数学;高效课堂;教学策略
数学是一门逻辑思维较强的学科,因此数学基础教育质量极其重要。高效的小学数学课堂不仅可以让学生的成绩得到有效提高,还能让学生在生活中体会到数学的魅力,加强学生对于理性思维的拓展和延伸,同时还能将学生对数学的兴趣调动起来。
1重视学生对数学概念的理解
学生开始接受小学教育的年龄在6周岁左右,该年龄阶段的孩子对故事的兴趣比公式的兴趣大的多,因此,教师可以在数学课程开始之前让学生先了解该节课程涉及到的历史故事,让学生不要认为数学是很难理解的课程,让学生在更加放松的心态中去完成教学任务。传统教育中,数学教师都会给学生大量的题目来巩固知识点和公式,部分学生在还没有完全理解课堂内容时就开始做题,答案准确率肯定很难得到保障。因此,教师应当重视学生对数学概念的理解程度,让学生先理解数与数之间的关系再开始做习题。同时,教师应当在课堂上为学生留出提问和解疑的时间,教师在和学生的问答互动中拉近彼此之间的距离,提高学生对数学的认知度和敏感度。
2积极开展数学情境教学模式
数学课程的开展必须要有严谨的逻辑性作为支持,如果教师只用数字的形式为学生讲解无实物情境下的运算知识,很难让学生理解这个运算在生活中的价值,而且单纯的思维计算会对小学生产生很大的困扰,小学生更倾向于涉及到生活经验的数学情境模式。教师在开展运算知识点授课的过程中,可以使用不同种类的水果来创建情境教学的条件,将水果的价格和数量制定好,让学生随意取用一部分水果来计算这些水果的总价格。学生在计算水果价格的时候会减轻对数学的抵触,把思维的重点放在水果的种类和形状上,教师可以在学生分组计算的同时查看学生对于价格结果的讨论情况,发现公式以及口诀上的问题及时提出并解决,让学生在不知不觉中牢记乘法和加法的运算规律,减轻公式记忆法的枯燥和乏味,促进小学数学高效课堂教学质量的提高。
3培养学生课前预习的好习惯
数学是一门实践性质很强的学科,解题过程中需要对课题内容及运算方式进行思考,而这个过程需要学生在课前预习环节中掌握,教师应提前告诉学生即将学习的单元和知识点,让学生在有准备的情况下,更有信心的参与到数学课堂中来。教师可以鼓励学生在陪同家长购物时关注买卖运算的方式,然后在课堂上将自己的理解和发现的问题进行阐述,教师可以在与家长互动之后将学生反馈的问题一一解答,并就超市买卖中遇到的问题和课本上的知识点有效结合,让学生了解到数学在生活中的作用,学生在预习的过程中也会加深对运算公式的印象,进而提高学生对数学的兴趣和学习效率,让小学数学教学质量更加高效。
4鼓励学生从多角度解决问题
数学并非一种固定思维的学科,很多数和图形的运算都不止一种解题方式,虽然正确的答案只有一个,但是其过程有着很灵活的多变性,因此,教师应当在数学课堂上鼓励学生以不同的形式来解决问题。教师在发现学生的答案与标准答案不同时,应该首先询问学生的解题思路,而不是直接否定学生的答案,否则很容易打消学生对于数学学习的积极性。在教学条件允许的情况下,教师应当尽量使用解题方式不唯一的例题,让学生了解到集思广益的效果,在之后的课堂小组讨论中也能更加用心,有助于活跃教学气氛和教学效果,做到高效的小学数学课堂教学。综上所述,学生对于科目的兴趣和能力都不是与生俱来的,教师的引导和鼓励会使学生在课堂上的表现更加优秀。在开展小学数学课程的过程中,教师应当注重数学概念、课堂情境、课前预习以及思维扩展带来的高效影响,为学生探索欲和求知欲的提高做出贡献。
参考文献
[1]杨小生.小学数学高效课堂教学的“三三”策略[J].现代中小学教育,2011(11):21~23.
[2]潘海燕.探究小学数学数与代数的高效课堂教学策略[J].中国校外教育,2015(02):72.
[3]王粉粉.新课程背景下小学数学高效课堂教学策略探究[D].延安:延安大学,2016.
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